网络数字监控系统设计与实施.doc

物理楼数字监控系统的设计与实施摘要随着计算机网络和通信技术、多媒体技术的快速发展，视频监控系统也从模拟视频监控向数字视频监控发展。数字视频监控系统是融合了数字电视技术，计算机网络技术和通信技术的全新的视频监控系统。数字监控系统具有传统模拟监控系统无法比拟的优点，它可以实现在互联网上的传输，方便系统的构成和联网。而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势。本论文首先对视频监控系统进行了简单的介绍，内容主要包括视频监控系统的概念、视频监控系统的发展历程、视频监控系统的应用并对视频监控系统的发展趋势进行了预测，其次，通过阐述视频监控系统的系统组成结构、系统主要设备的性能特点、技术指标的参数，说明数字视频监控系统的功能、优点，并结合视频监控的发展状况对目前广泛使用的四种数字视频监控系统进行了研究，同时给出了视频监控系统的设计方法和步骤;最后，结合自己对数字视频监控系统的研究和工程实践经验，设计了一个物电学院大楼的数字视频监控系统，目前已经成功的应用于该大楼的日常安全防范和保卫工作中。关键字:视频监控、数字视频监控系统、数字硬盘录像机、视颇服务器 目录第一章绪论.11.1视频监控系统简介.11.2视频监控系统的发展历程.11.2.1传统监控系统.11.2.2数字监控系统.21.2.3基于微机平台的数字视频监控.21.2.4基于视频服务器的网络化数字视频监控系统.21.2.5全数字化网络视频监控系统31.3视频监控的应用及发展趋势.31.4数字视频监控技术的特点.41.5本论文主要的研究内容.5第二章数字视频监控系统的研究.72.1视频监控系统的组成及原理.72.1.1系统组成及结构.72.1.2摄像部分.72.1.3传输部分.102.1.4显示与记录部分. 102.1.5控制部分.122.2数字视频监控系统. 122.2.1数字视频监控系统的优越性.122.2.2数字视频监控系统关键技术研究.132.2.3数字视频监控系统的研究.142.2.4几种典型的数字视频监控系统的研究.16第三章物理楼数字视频监控系统的设计.193.l数字监控系统设计难点.193.2设计目标、原则.20 3.2.1设计目标.203.2.2设计原则.203.2.3设计步骤.203.2.4设备选择203.3系统设计.203.3.1物理楼监控工程现场情况勘察及布线分析报告.213.3.2工程总述、设计思想和依据223.3.3系统架构223.3.4硬件设备233.3.5系统软件功能26第四章数字视频监控系统的施工、调试与运行.284.1施工设计.284.1.1实施计划.284.1.2施工人.284.2系统工程调试.28 4.2.1一般规定.28 4.2.2系统调试.294.3基本操作步骤.294.4系统运行.30第五章结束语.参考文献.第一章绪论1.1视频监控系统简介 经济的飞速发展促使人们不断的提高安防意识，特别是恐怖事件的发生也要求着人们对安全环境的建设提出了更高的要求。安全防范技术简称“安防”是指以维护社会公共安全和预防、制止重大治安事故为目的，综合运用安全防范产品和其它产品组成的电子系统或网络。安全防范具广泛的社会性，涉及到全社会的各个领域和部门。所以提高全社会各行业、各种场所的安全防范自动化水平具有深远的意义，加强安防措施势在必行，尤其提高技防手段、实现安全防范自动化是现代社会的需求。作为安全防范系统的组成部分，视频监控是一种防范能力较强的综合技术，因其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用。视频安防监控系统是利用视频探测技术、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。它分为模拟视频监控和数字视频监控。模拟视频监控系统是除显示设备外的视频设备之间以端对端模拟视频信号传输方式的监控系统;数字视频监控系统是除显示设备外的视频设备之间以数字视频信号方式进行传输的监控系统。由于使用数字网络传输，所以又称网络视频监控系统。技术的进步也促使着视频监控的发展，随着Intemet的发展，视频监控也从模拟视频监控向数字视频监控发展。这是因为在有的行业或领域需要大范围的进行监控，而传统的监控技术不能满足其需求。同时由于网络的大范围普及，远程监控通过互联网则能实现。现在的互联网在要求高的地方则实现了光缆的连接，则其传输图像的速率和质量将是优于普通的视频线的。再者，凡是有网络的地方就能构建数字视频监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用，使得数字视频监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说，数字视频监控还不受时间、地点限制，即插即用，方便快捷。因此，研究数字视频监控系统将有着非常重要的意义。1.2视频监控系统的发展历程视频监控系统，以往也被称作闭路电视监控系统。顾名思义，它是与闭路有线电视技术密切相关的。因此，早期的视频监控技术可以说是闭路有线电视的微缩版。随着计算机网络技术、数字电视技术和通信技术的融合，数字视频监控技术无论从技术的先进性、可靠性、实用性和简便性上都大大超过以往的监控系统。视频监控系统的发展经历了三个不同阶段:模拟视频监控、多媒体微机平台(嵌入式系统)的数字视频监控、基于嵌入式网络视频服务器技术的数字化视频监控。1.2.1传统监控系统传统监控系统一般由四部分组成：摄像、控制、传输、显示与记录。摄像部分包括摄像机或摄像头、防护罩、安装支架和云台等。它负责摄取现场景物并将其转换为电信号。传统监控系统的控制部分主要包括输入、输出信号的切换和报警处理等。它的作用是负责对突发事件的报警并启动监控系统（或24小时监控），对视频信号进行分配和切换，以及进行多画面分割等处理。传输部分包括视频放大器和传输电缆等。它的作用是负责将视频信号进行放大并经视频电缆安全地传输到控制中心，然后通过解调、放大处理后，将电信号转换为图像信号，最后送到监视器上显示出来或同时把信息记录下来。显示部分通常采用多画面、大屏幕投影或电视墙显示方式。记录设备通常采用的是时滞录像机，以便进行24小时或36小时或72小时的连续报警录像。传统监视系统虽然仍在广泛使用，但是它有许多缺陷，已不能满足应用的需求。首先，它采用的记录设备是录像机，无法进行长时间、无间断地连续记录，最多几天就要换录像带。如果在换录像带时发生突发事件，则系统无法记录。录像带体积大，且不宜长期保存。如果时间过长，录像带宜发霉和粘连，导致无法重放。录像检索困难，速度慢。进行异地检索时只能把录像带拿过去，无法借助网络快速传输。传统监视系统占地面积大，一般需要专用的监控室，且价格昂贵，动辄几十万、上百万。传统监视系统操作复杂需要专门培训的人员才会操作，且只能在监控室中进行控制，无法实施远程监控。虽然它也可以通过微波、卫星或加长传输电缆等方式来扩大传输范围，但它使用的仍然是电视技术，无法根除传统技术固有的缺陷。1.2.2数字监控系统随着计算机技术的飞速发展，计算机的处理能力越来越强，应用越来越广泛。多媒体技术是计算机技术的一个重要分支，它使计算机可以非常方便地处理语音、图像、动画、视频等多媒体信息。把计算机多媒体技术引入到应用广泛的监控系统，不仅可以降低成本，而且可以增强监控系统的安全性，使监控系统使用更加方便，功能更加丰富。在上世纪末，出现了使用多媒体计算机作为主控设备的数字监控系统。数字监控系统的摄像部分采用数字摄像头，摄取的信号采用工业控制机进行信号处理，最后用显示器进行显示，用大容量硬盘来记录信息。数字监控系统采用数字技术不仅可以完全实现并增强原有的功能，而且增加了一些传统的CCTV电视监控系统所无法实现的新功能。它一经出现，便以其优异的性能展现出了强大的生命力。总的来说，数字监控系统与传统的CCTV电视监控系统相比具有如下优点：1.处理速度快、画质好：系统采用高精度、高分辨率的音视频捕获/采集卡，使压缩后所产生的录像文件可以高质量地回放，不会出现停顿、延迟现象。2.操作简单：使用友好的人机交互界面，只需操作鼠标就能轻松实现各种操作。3.存储方便：压缩后所产生的文件可以保存在硬盘或光盘中，通过计算机网络还可以把资料存储在网络上的计算机中。4.节约成本：最简单的系统仅需在监控中心办公室放置一台监控电脑主机既可。无需专门的监控室，一般办公室就可使用。5.检索速度快：系统由于采用计算机文件格式存储，因此可以快捷地查询任何摄像头在任何时间段内产生的文件。通过计算机网络还可以方便地进行远程播放、检索。6.传输方便：信号可以借助已有的计算机网络，快捷、方便地在LAN/Intranet/Internet上远距离传输。7.控制方式多样化：不仅可以在监控主机上进行集中控制，还可以通过计算机网络远程控制摄像机的状态和监控效果。综上所述，数字监控系统充分发挥了计算机多媒体技术、网络技术、人工智能技术、控制技术等的优势，它与传统监控系统相比有不可比拟的优点。1.2.3基于微机平台的数字视频监控DVR即是 DigitalVidcoRecorder，数字视频录像机或数字硬盘录像机，我们习惯上称为硬盘录像机.采用pVR的视频监控系统是近几年迅速发展的第二代监控系统，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接112/4等路视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，实现远程视频传输(超过1-2公里)的系统。采用DVR的视频监控系统特点为:A.视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高B.系统功能较为强大、完善C.与信息系统可以交换数据D.应用的灵活性较好采用DVR的视频监控系统从监控点到监控中心为模拟方式传输，与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设(租用)光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护、且维护费用较大。随着信息处理技术的不断发展，嵌入式DVR系统近几年异军突起，由于其可靠性高、使用安装方便在银行系统应用特别广泛，我们通常称嵌入式DVR为2.5代监控系统。1.2.4基于视频服务器的网络化数字视频监控系统网络数字视频监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以lP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。实现网络数字视频监控的设备就是视频服务器。视频服务器对音视频数据进行编码处理并完成网络传输，从而实现远程监控的功能。具有独立完成网络传输功能，不需要另外设置计算机，故其能实现简单的IP方式组网，是传统的模拟监控所无法实现的。每部网络视频服务器具有网段内唯一lP地址，通过网络连接方便方便对该设备(IP地址)进行控制管理，也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源，故其组网只是简单的IP网络连接，新增一个设备只需要增加一个lP地址，极大的方便了原由模拟系统的网络升级改造和其他网络需求情况。(1)将多通道、网络传输、录像与播放等功能简单集成网络，这点对目前的H264网络型硬盘录像机而言也很容易实现，但是两种产品的基本功能不同也导致了其应用场合不同，目前对于模拟阶段及第一代的网络性能不好的设备而言，网络视频服务器可以提供较低成本的解决方案。(2)网络视频服务器通过网络技术，可以在实现只要能上网的地方就可以浏览画面，采用配套的解码器则可以不需要计算机设备直接传输到电视墙等方式浏览，极大的节约了远程监控的成本。(3)网络视频服务器的多协议支持，与计算机设备进行完美的结合，形成更大的系统集成网络，完成数字化进程。1.2.5全数字化网络视频监控系统随着电子技术功能的不断强大和集成水平不断提高，以及网络的普及和网络技术的不断发展，出现了应用网络技术开发的远程监控系统。这种系统采用的网络监控产品包括:网络摄像机、网络高速球、网络视频接入器等，它们的输出即为全数字信号并可直接上网传输与控制。它采用嵌入式结构，现场无需Pc机支持;可全天24小时运行、稳定可靠;内置M厄七服务器，使网上授权监控者均可对其进行访问;可充分利用网络资源和功能，实现互联互通，构建大系统方便，并可实现远程监控等。1.3视频监控的应用及发展趋势随着视频监控技术在各行业的应用不断深入，视频监控系统已广泛应用于房地产、连锁系统、医疗行业、金融行业、环境监测、电力、民航、奥运及一些需要进行图像远程监控、传输、存储和管理的行业。但是随着社会的发展视频监控也已经广泛应用于建立平安城市、平安校园和构建和谐社会中。在“平安城市”工程、技术和成本的改善以及奥运会、世博会等的推动下，视频监控市场快速发展，传统的模拟监控逐步萎缩，而数字监控逐步成为主流，网络监控稳步增长。预测系统未来510年的技术发展趋势包括:网络化监控、视频分析、大容量存储、红外低照度成像技术、百万像素、全景监控、家庭远程监控和统一的网络摄像机编解码技术。(1)网络化监控网络化监控相对模拟监控系统而言，可以称之为数字化监控，一个纯粹的网络化监控系统应该由网络摄像机(支持PoE供电)、局域网(或互联网)、网络硬盘录像机、视频管理软件、大容量存储设备、服务器、数字化大屏幕和虚拟矩阵控制主机组成。(2)视频分析传统的监控系统采用人工的监视和回放，起到的作用主要是事后防范，毕竟人的眼睛能够同时处理的图像信息太少，监视器和摄像机太多，一般情况下出现了问题，由保安人员按照事件发生的时间一个一个的调阅录像资料，发现相关的图像资料后再进行处理，起不到事先预警和及时处理的作用。故视频分析软件系统就是这种实现预警的系统。(3)大容量存储随着监控系统规模的不断扩大，摄像机的数量越来越多，出现了上百个、上千个甚至上万个摄像机，模拟摄像机的分辨率也从380线升级到540线甚至更多，网络摄像机的分辨率从100万像素发展到300万像素，硬盘录像机的分辨率从CIF升级到Dl分辨率，录像的时间也从从前的7天升级到90天甚至更多，而这些所有的因素都需要大容量存储设备。(4)红外低照度成像技术在光线照度有保障的区域，比如24小时开照明灯的办公室、工厂可以实现24小时不间断的监控和录像，但如果是户外环境或者低照度环境一般只能够做到12个小时的监控和录像，这样的监控系统的效率可以被认为是50%，而且很多警情就出现在这些没能够实现监控和录像的时间段，怎么有效的解决这个问题呢?两种方法:采用低照度的摄像机和采用带红外灯的摄像机。(5)百万像素采用传统的模拟摄像机一般能够达到的分辨率最高到540线(或者再高一些)，如果换算成像素值，大约在50万像素左右，所以不论硬盘录像机本身的参数有多高，能够实现的监控效果大约就是50万像素，而且目前硬盘录像机录像和实现的最高效果是Dl，分辨率为 704x576，计算成像素约为40万像素，而数码相机的像素动则5、6百万像素，甚至千万像素，故监控系统在像素方面的发展余地很大，要实现高清监控，一定需要百万像素级的摄像机。(6)全景监控在一只摄像机采用一个摄像头的情况下，监控到的图像是有一定视角范围限制的，广角摄像机能够达到的最大监控视角约为130度，无法实现180度的监控，更不用说实现360度的监控。在有些情况下，需要摄像机能够监控到连续范围内环境的情况(比如工厂的生产线、大型的停车场、边防站)，这种应用就需要全景监控，需要采用全景摄像机，全景摄像机有多种实现方法，其中一种方法是采用鱼眼镜头，另外一种方法就是一台摄像机内置23个摄像头实现全景监控。(7)家庭远程监控监控系统从工业及商业级应用扩大到民用是一个自然的过渡，随着人们生活质量的不断提高和宽带技术的发展也使得家庭远程监控从技术上得以实现。在世界范围内，应用最广的家庭系统就是家庭报警系统，而报警系统是一种静态的、基于信号的系统，是无法看到视频信号的，而将监控系统和报警系统进行组合和集成，为家庭业主提供一整套的安防系统，大大的提高了“家”的安全性，一旦发生警情，接警中心可以通过视频信号判断警情的类型，是否误报等等，提高了处理的效率，业主也可以随时随地通过网络或者手机进行远程监控，能够实现多种的应用。家庭远程监控为家庭安防系统带来深远的影响，必将成为家庭安防系统不可或缺的一部分。(8)统一的网络摄像机编解码技术“一流的企业制定标准”是我们所熟知的一条道理，在模拟监控系统中，不管是哪个厂家生产的摄像机，它的视频信号接口一定是标准的BNC接口，也就是说，构建一个监控系统，你可以选择任意品牌、任意厂家的任何一款摄像机，都可以通过标准的接口和线缆将图像传送至后端的监控中心，而后端的监控中心通过标准的BNC接口可将图像信号还原，但是这种统一的视频传输标准并不适用于网络摄像机.1.4数字视频监控技术的特点传统的模拟监控系统是在铜缆介质上传输基带视频信号，具有传输距离短、抗干扰能力差、图像存储检索不方便等缺点。随着视频压缩技术以及计算机网络技术的不断发展，特别是网络带宽的不断提高，使得数字视频监控系统应用的不断拓展变得顺理成章。这主要是因为它具有以下特点:1)数字视频监控系统将画面分割、多画面混合、远程访问、视频图像的记录全部集成在数字视频服务器中。有了它，视频摄像机只需要直接连到数字视频服务器的接口即可，比模拟系统需要安装多个设备和通过电缆互连进行配置要容易许多。2)数字视频监控系统提供远程访问能力，这意味着从世界上任何有通信线路的地方，用户能够通过一个网络连接到他们的数字视频服务器，从而能在他们选择的Pc计算机上观看到所需的视频图像，连接的网络既可是局域网也可是广域网，也可以是一个通过电话线的拨号网络。而模拟系统则是不可能远程观看到视频图像的。3)数字视频监控系统的另一个优点是取消了视频录像带。与记录在视频录像带上不同，数字视频监控系统是将视频图像记录在视频服务器中的计算机硬磁盘上，其最大优点是既能够提高存储图像的清晰度，又能够快速检索到所存储的图像。模拟录像带的分辨率通常为240线，最高也就300线，这与前端摄像机具有480线的图像分辨率显得不相称，致使从录像带放出图像往往不够清晰，影响到使用的效果。相反，记录在硬盘上图像的分辨率能够达到近500线，图像的清晰度高。为了看到感兴趣的视频图像，仅需键入需要的时间值和摄像机号，几秒钟后通过搜索硬盘即可将结果显现在计算机的显示器屏幕上，根据需要，可以打印它、在网上以E一mail发送，也可将其继续保存在硬盘，或者从硬盘中将其删除。4)可靠性是选择数字视频监控系统而不选择模拟视频监控系统的另一个关键因素。采用数字视频监控系统，故障率大大降低。而视频录像带则易遭破坏或磨损。此外，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人为介入。即使发生电源故障，数字视频监控系统具有的自举(re一boots)功能也可迅速恢复电源中断前系统正在进行的工作。5)数字视频监控系统的潜在效益要比模拟视频监控系统大得多。6)从战略上考虑，模拟视频监控装置发展到今天已近极限，技术发展空间受到较大的限制。若要满足未来更高的要求和更多的挑战，必须另辟新径。数字化设备由于具有失真小、精度高、传输特性好、抗干扰性能强等特点和易于大规模生产的优势，因此成为转型的必由之路和当然途径。1.5本论文主要的研究内容及实现目标视频监控系统在维护公共安全和社会稳定、保障人民群众生命财产安全、预防打击各类违法犯罪行为，提高突发事件应急能力方面扮演着越来越重要的角色。在基于Microsoft Windows2000或XP环境下的一套数字监控系统，在完善和优化传统功能的前提下，重点有一些网络特性，实现自动监测，多路实时录像，报警录像，集中控制和远程控制，本地和远程查询、回放，并且在LAN(局域网)和Intranet(企业内部网)上实现多用户信息共享等功能。我们所设计该系统的特点具体如下：1)能适用于Microsoft Windows 2000或XP中文版。2)采用工控机通过串口和解码器，实现对监控设备的集中控制以及系统故障报警的功能。同时，采用硬件加密狗，有效地保护软件的知识产权。3)实现多路控制的功能，一台工控计算机可以控制25路监控目标。4)实现多路显示的功能，可以同时显示25路画面的监控信息，通过点击鼠标等简单操作，能实现单路或多路显示的切换。5)实现视频移动检测联动录像的功能，当系统检测到每个检测区域内的图像亮度变化时，会联动主机录像工作。6)实现实时报警的功能，当红外探头检测到视频移动变化或设备出现故障时，通过报警器报警。7)实现图像的实时处理，包括冻结、存储和重放等功能。8)通过解码器实现对云台的各种转动和摄像头姿态调整等控制。9)完善信息处理功能，包括信息的压缩、存储，按日期、时间的查询、回放，录像的快进、快放、暂停、停止、浏览、打印等。10)实现自动循环存储功能，当系统中存满数据时，新的数据会自动覆盖最早的数据。11)实现信息网络共享，在LAN和Intranet上实现远程录像回放、远程下载和实时监控浏览等。12)实现网上多用户共享。13)实现远程控制功能，在客户端通过网络可对监控效果和云台进行一些简单的控制操作。第二章数字视频监控系统的研究视频监控系统属于应用电视，作为一种有效的观测工具，通过在建筑的公众区(如大厅、停车场、商场、客房走廊等)、设备间(如电梯间、水电设备间)及其他重要场所(比如财务室、商品库、金库等)设立监视区，对其情景状态进行监视，实时、形象、真实的反映楼内各种设备的运行和人员活动，以便及时观察到该区域发生的紧急事件(如盗窃、险情等)，为保安、消防、楼宇自控等部门提供决策依据，从而达到维护治安、保障安全的目的。视频监控系统与广播电视的相同之处是采用同轴电缆(或光缆)作为电视信号的传输介质，并不向空间发射频率。视频监控系统与广播电视的不同之处在于其信息来源于多台摄像机，多路信号要求同时传输、同时显示，除了向接收端传输视频信号之外，还要向摄像机传送控制信号和电源，因而是一种双向的多路传输系统。2.1视频监控系统的组成及原理2.1.1系统组成及结构视频监控系统由摄像、传输、控制和显示与记录四部分组成控制部分传输部分摄像部分显示与记录 视频监控系统的组成原理 摄像部分安装在现场，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台，它的任务是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号;传输部分的任务是把摄像机发出的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制解调设备、线路驱动设备等;控制中心将信号有选择地送入显示与记录部分，显示部分把从控制中心送来的电信号转换成图像在监视设备上显示，记录部分根据需妻将监视区域的图像用录像机录制，所以显示、记录用的主要设备是监视器和录像机，控制部分则负责所有设备的控制，如控制摄像机的焦距、光圈与图像信号的处理等。下面逐一介绍以上四部分的设备及其功能。2.1.2摄像部分 (l)摄像机摄像部分的核心是摄像机。摄像机的任务是观察、收集信息，将被摄物体的图像转变为电信号。摄像机按摄像器材类型可分为电真空摄像器材(即摄像管)和固体摄像器材(如CCD及MOS器件)两大类。由于CCD电荷祸合式摄像机具有体积小，性能好、寿命长等优点，在安全监视系统中应用较多。由CCD电荷祸合器件构成的摄像头，根据光线照射的强弱积累相应比例的电荷，在视频时序的控制下将各个像素积累的微弱电荷变化逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号，视频信号输出到连接的监视器或电视机的视频输入端，即可得到与摄像机原始场景图像相同的图像信号。CCD摄像机的灵敏度高，可靠性强，能在较宽的温度环境中长期正常工作。CCD摄像机对红外光比较敏感，这种光人虽然看不见，但却能在CCD摄像机上呈现很清晰的图像，如果要在完全黑暗的地方进行监视，加上红外光源即可。摄像机按颜色划分又可以划分为彩色和黑白两种类型。黑白摄像机比彩色摄像机的灵敏度高，比较适合用于光线不足的地方，如果希望能比较清晰地反映出被观察物的细节情况，或只监视景物的位置和移动、无识别颜色的要求，可采用黑白摄像机;如果是一种宏观监视，被监视场景色彩又比较丰富，或有分辨衣服和景物的颜色的需要，可采用彩色摄像机。常见的摄像机如图2.1所示。 图2.1各种类型的摄像机（2）镜头镜头是安装在摄像机前端的成像装置，其作用是把观察目标的光像聚焦于摄像管的靶面或CCD传感器件上。摄像机用的镜头有固定焦距镜头和变焦距镜头两种。所谓定焦镜头是指该镜头的焦距在出厂时已确定，使用时焦距是不可变的。定焦距镜头适合于摄取焦距相对固定的目标。而变焦镜头是在固定成像的情况下能够连续调整焦距的镜头。(3)云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定云台和电动云台两种。固定云台用于监视区范围不大的场合，使用时将摄像机固定于云台上，调整好摄像机水平、俯仰的角度，达到最好的工作姿态，然后锁定调整机构即可。若需对大范围进行扫描监视，则采用电动云台。电动云台的使用可以扩大摄像机的监视范围，提高了摄像机的使用价值。云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。云台水平转动的角度为小350度，俯仰角度为0一90度。有的云台还有自动巡视功能。电动云台调整姿态通过两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。从使用环境上分，云台还可分为室内用云台和室外用云台。选择云台的主要指标有回转范围、承载能力和旋转速度。一般的云台均属于有线控制的电动云台。常用的云台如图2.2所示。 图2.2云台(4)防护罩摄像机作为电子设备，使用中需要采取一些保护措施，目的是要保证摄像机可靠工作，同时也可延长摄像机使用寿命。防护罩就是专门为摄像机配置的具有多种特殊保护措施的外罩。防护罩分为室内型和室外型两种，室内的防护罩主要是防尘，有的也有隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视。室外防护罩的功能有防晒、防雨、防尘、防冻、防凝露等功能。一般室外防护罩还配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，温度低时自动加热。下雨时可以人为控制雨刷器刷雨。有些室外防护罩的玻璃可以加热，如果防护罩有结霜，可以加热除霜。常见的防护罩和支架如图2.3所 图2.3护罩和支架目前还有一种把云台、变焦镜头和摄像机封装在一起的一体化摄像机，如一体化球形摄像机就是将摄像机机体、镜头、云台和解码器等组合在一起，置于一个球形或半球形的透光外罩内，悬挂或固定在天花板上，可做到360度旋转，并具有预置监视点和预置巡视路径等功能，这样，平时可以按设定的路线进行自动巡视，一旦发生报警，就能很快地对准报警点，进行定点的监视和录像。视频监控系统中视频信号的传输方式有视频基带传送方式、射频有线传输、无线传输、光纤传输和局域网/因特网网络传输等方式。视频基带传输从摄像机至控制台之间传输视频信号，因而传输系统简单，在一定距离范围内，失真小，附加噪声低，但传输距离不能太远，一般在几百米之内。当摄像机的安装位置离监控中心较近时，多采用视频基带传送方式:射频传输方式是将视频图像信号经调制解调器调制到某一射频频道上进行传送，该方式多用于传输距离远和同时传送多路信号的场合:无线传输主要采用微波的形式通过发射台将信号发射出去，通过微波接收器将视频信号接收，经处理后显示在监视器上;光缆传输方式是用光缆代替同轴电缆进行电视信号传输，不仅传输距离长，传输容量大而且传输质量高，保密性好，适用于长距离的大系统干线使用;随着网络技术和电子技术的发展，出现了网络视频服务器以及网络摄像机，网络视频服务器或网络摄像机将前端监控点的模拟图像经数字化压缩处理后可以基于宽带IP网络传输，其地域范围非常广，远程监控的实施非常方便。当各摄像机的位置距离监控中心较远时，可采用射频有线传输或光纤传输方式。2.1.3控制信号传输控制信号的传输方式有直接控制、多线编码间接控制、通信编码间接控制和同轴视控等多种方式。l)直接控制直接控制是将控制信息直接通过多路导线送至被控设备，它的特点是简单、直观、容易实现，在现场设备比较少的情况下比较适用，但在所控制的云台、镜头数量很多时，需要大量的控制线缆，线路也复杂，所以目前较少采用。2)多线编码间接控制多线编码间接控制方式是控制中心直接把控制的命令编成二进制或其它方式的并行码，由多线传送到现场的控制设备，通过译码转换成控制量来对现场摄像设备进行控制。这种方式比直接控制方式用线量少，在近距离控制时可采用。3)通信编码间接控制随着微处理器和各种集成电路芯片的普及，目前规模较大的视频监控系统大都采用通信编码间接控制，这种方式可用单根线路传送多路控制信号，控制信号传送到前端，通过终端解码器将传送来的串行数据解码还原为对摄像机和云台的具体控制信号。通信编码间接控制节约线路费用，通信距离长，目前是一种用的较多的传输方式。4)同轴视控同轴视频传输方式是控制信号和视频信号复用一条电缆，不需另外铺设控制电缆，一般是利用视频信号场消隐期间传送控制信号，或是通过频率分割，把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内，然后同视频信号一起传送，到现场后再把它们分解开。2.1.4显示与记录部分显示与记录部分的主要任务是把从控制中心送来的电信号转换成图像在监视设备上显示，并根据需要将监视区域的图像用录像机录制。所以显示记录用的主要设备是监视器、录像机和一些视频处理设备，这些显示记录设备安装在控制室内。(l)图像监视器图像监视器主要用于显示摄像机所摄的图像，在屏幕上提供高分辨率、高对比度的画面。图像监视器比普通电视机清晰度高，普通电视机的信号带宽约4MHz，而图像监视器视频信号的带宽在7一SMHZ。另外因为视频监控系统的监视器往往需要很多个放在一起，为了尽量减少相互之间的电磁干扰，图像监视器都有金属外壳，这也是与普通电视机不同的地方。监视器可分为通用型应用级和广播级两类。每类又有彩色和黑白两种。在视频监视系统中主要采用通用型监视器。在选择监视器时，应根据实际应用需求做出选择:屏幕的大小应根据监视的人数、要求画面的分辨程度和监视人员到屏幕间的距离来确定。一般采用1721英寸的监视器。也可以是40英寸左右的等离子体平板显示器、液晶显示器或上百英寸的投影显示。在有特殊要求的情况下，可采用多画面、大屏幕投影或电视墙显示方式。在图像显示质量方面，有用标准分辨率的监视器，也有追求高图像质量而采用的高分辨率监视器。常见的图像监视器如图2.4所示 监视器 显示器 电视墙 图2.4常见的图像监视器(2)录像机录像机是视频监控系统中的记录和重放装置，与一般家用的录像机相比，有一些特殊的要求。一是要求记录时间长，二是要有遥控功能，可对录像机进行远距离操作或用控制信号自动操作录像机;三是要求录像机有间歇录像和实时录像两种方式，间歇式视频录像只记录特定时间段内的图像，一般有多种时间间隔录像模式，在一盘180min的录像带上，最长可以录制960h的录像。另外，录像机还应有自动录像周期设定功能，可以对一星期内每一天的录像模式编程，无报警时，采用间歇录像模式，如果收到报警信号，录像机便自动进入连续录像状态，并通过录像机内置的字符信号发生器，在图像上打出年/月旧/星期/时/分/秒及录像模式。在新兴起的多媒体监控系统中，将音、视频信号数字化，并